2026届高考物理一轮基础复习训练73 光电效应　波粒二象性（含解析）

2026届高考物理一轮基础复习训练
73 光电效应　波粒二象性
一、单项选择题
1.下列说法错误的是（　　）
A. 普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说
B. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的照射时间太短
C. 康普顿效应进一步证实了光的粒子性
D. 任何一个运动物体，大到太阳、地球，小到电子、质子，都与一种波相对应，这就是物质波，物质波是概率波
2.用紫外光电管制作的火灾报警器的灵敏度非常高，其能够探测5 m远处香烟头燃烧时火焰发出的紫外线，因此被称为“火焰发现者”，但它对可见光完全没有反应。已知光电管内部金属材料发生光电效应的极限频率为，对应的波长为；可见光的最高频率为，对应的波长为；可见光的最低频率为，对应的波长为。下列说法正确的是（　　）
A. 一定大于
B. 一定大于
C. 一定小于
D. 一定大于
3.量子力学是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，下列关于量子理论的创立，说法正确的是（　　）
A. 爱因斯坦首先提出了能量子假设
B. 普朗克首先认为微观粒子的能量是不连续的
C. 在对热辐射研究的过程中，很多学者由于“紫外灾难”而失去了生命
D. 黑体只从外界吸收电磁波，不向外界辐射电磁波
4.一盏灯发光功率为100 W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长，在距电灯10 m远处，以电灯为球心的球面上，的面积每秒通过的光子（能量子）数约为（普朗克常量，光速）（　　）
A.
B.
C.
D.
5.如图所示是黑体的辐射强度与其辐射波长的关系图像，下列说法正确的是（　　）
A. 温度越高，黑体辐射的电磁波的波长越大
B. 温度越高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
C. 黑体的辐射强度按波长的分布与材料的表面状况有关
D. 普朗克通过对黑体辐射的研究，提出了能量子的概念
6.用如图所示的实验装置研究光电效应现象。用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零。移动滑动变阻器的滑片P，发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时，电流表示数为零，则在该实验中（　　）
A. 光电子的最大初动能为1.05 eV
B. 光电管阴极的逸出功为1.7 eV
C. 开关S断开，电流表G示数为零
D. 当滑动变阻器的滑片P由b端向a端滑动时，电压表示数增大
7.“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到个该种光子。已知探测仪镜头面积为，卫星离太阳中心的距离为，普朗克常量为，光速为，则每个光子的动量和能量分别为（　　）
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
8.如图甲为研究光电效应的实验装置，用不同频率的单色光照射阴极K，记录相应电表示数并绘制如图乙所示的图像，当频率为时绘制了如图丙所示的图像，图中所标数据均为已知量，则下列说法正确的是（　　）
A. 饱和电流与K、A之间的电压有关
B. 测量遏止电压时，滑片P应向b移动
C. 阴极K的逸出功
D. 普朗克常量
二、多项选择题
9.X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子，并对光电子进行分析的科研仪器。用某一频率的X光照射某种金属表面，逸出了光电子，若增加此X光的强度，则（　　）
A. 该金属的逸出功增大
B. X光的光子能量不变
C. 逸出的光电子最大初动能增大
D. 单位时间逸出的光电子数增多
10用1 000 V的电压对初速度为0的电子加速，然后让它们通过双缝打到屏上，得到如图所示的图样，图甲、图乙、图丙分别表示100多个电子、3 000多个电子、70 000多个电子通过双缝后的干涉图样，取电子的质量，电荷量，普朗克常量取，下列说法正确的是（　　）
A. 加速后电子的物质波波长约为
B. 与电子、光子相联系的德布罗意波是概率波
C. 图丙的图样是由于电子之间相互作用引起的
D. 在微观物理学中电子的物质波可以用“轨迹”来描述电子的运动
11.实物粒子的波动性不容易被观察到，可以利用金属晶格（大小约）作为障碍物观察电子的衍射图样从而研究其波动性，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。已知电子的质量为、电荷量为，初速度为零，加速电压为，普朗克常量为，则下列说法中正确的是（　　）
A. 该实验中加速电压形成的电场一定要是匀强电场
B. 实验中电子束的德布罗意波长
C. 加速电压越大，电子束的衍射现象越不明显
D. 若用速度相同的质子代替电子，衍射现象将更加明显
12.在研究甲、乙两种金属光电效应现象的实验中，光电子的最大初动能与入射光频率的关系如图所示，则（　　）
A. 两条图线与横轴的夹角和可能不相等
B. 若用同种频率的光照射这两种金属均能发生光电效应，则甲的遏止电压大于乙的遏止电压
C. 若某一频率的光可以使乙金属发生光电效应，则一定也能使甲金属发生光电效应
D. 甲金属的逸出功小于乙金属的逸出功
13.有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为。当紫外光照射该材料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为的双缝，在与缝相距为的观测屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为。已知电子质量为，普朗克常量为，光速为，则（　　）
A. 电子的动量
B. 电子的动能
C. 光子的能量
D. 光子的动量
三、非选择题
14.铝的逸出功是4.2 eV，现在用波长为200 nm的光照射铝的表面，取元电荷，普朗克常量，真空中光速，求：（结果均保留1位有效数字）
（1）光电子的最大初动能；
（2）遏止电压；
（3）铝的截止频率。
15.一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为的光，在离点光源距离为处每秒垂直通过每平方米的光子数为个。普朗克常量为，求的大小。
16.大量处于能级的氢原子，向低能级跃迁时辐射光子的最短波长为。已知氢原子的能级公式为（未知），普朗克常量为，光速为，求氢原子的基态能量。
17.某点光源以功率向外均匀辐射某频率的光子，点光源正对图中的光电管窗口，窗口的有效接收面积为，每个光子照射到阴极都能激发出一个光电子。已知闭合开关时电压表示数为，阴极的逸出功为，光速为，电子电荷量为，光子能量为，光电管每秒接收到个光子。求：
（1）光子的动量大小和光电子到达阳极时的最大动能；
（2）微安表的最大电流和光电管窗口距点光源的距离。
一、单项选择题
答案：B
解析：
A. 普朗克在研究黑体辐射时提出能量子假说，正确。
B. 光电效应能否发生取决于入射光频率是否大于极限频率，与照射时间无关，错误。
C. 康普顿效应证明光具有粒子性，正确。
D. 物质波是概率波，所有运动物体都对应物质波，正确。
答案：A
解析：
光电管对可见光无反应，说明可见光频率均小于极限频率。可见光最高频率为，故。由，得，且，。因此只有A正确。
答案：B
解析：
A. 能量子假设由普朗克首先提出，错误。
B. 普朗克首次提出微观粒子能量不连续，正确。
C. “紫外灾难”是理论困境，并非物理灾害，错误。
D. 黑体吸收和辐射电磁波能力最强，并非不辐射，错误。
答案：C
解析：
1秒内灯泡辐射能量，单个光子能量。
距灯10 m处的球面面积，
1 m 每秒通过的光子数，故C正确。
答案：D
解析：
A、B. 温度越高，辐射强度极大值向短波方向移动，错误。
C. 黑体辐射与材料无关，仅与温度有关，错误。
D. 普朗克通过黑体辐射研究提出能量子概念，正确。
答案：A
解析：
由，得，故A正确。
B. 逸出功为，错误。
C. 开关断开时，光电子仍可到达阳极，电流不为零，错误。
D. 滑片向a端移动，反向电压减小，电压表示数减小，错误。
答案：A
解析：
光子动量，能量，故A正确。
答案：C
解析：
A. 饱和电流与入射光强度有关，与电压无关，错误。
B. 测遏止电压需加反向电压，滑片应向a移动，错误。
C. 由，联立、和、，解得，正确。
D. 普朗克常量，错误。
二、多项选择题
答案：BD
解析：
A. 逸出功由金属本身决定，与入射光无关，错误。
B. 光子能量，频率不变则能量不变，正确。
C. 最大初动能与频率有关，与强度无关，错误。
D. 强度增大，单位时间光子数增多，光电子数增多，正确。
答案：AB
解析：
A. 加速后电子动能，德布罗意波长，正确。
B. 物质波是概率波，正确。
C. 干涉图样是电子自身波动性的体现，与粒子间作用无关，错误。
D. 微观粒子运动无确定轨迹，错误。
答案：BC
解析：
A. 加速电场无需匀强电场，只要动能增加量为即可，错误。
B. 由和，得，正确。
C. 电压越大，波长越短，衍射越不明显，正确。
D. 质子质量大，相同速度下波长短，衍射更不明显，错误。
答案：BCD
解析：
A. 图像斜率为，斜率相同，夹角相等，错误。
B. 甲的逸出功小，同一频率下大，遏止电压更大，正确。
C. 乙的极限频率低，能使乙发生光电效应的光必能使甲发生，正确。
D. 甲的极限频率低，逸出功更小，正确。
答案：AB
解析：
A. 电子干涉条纹间距，德布罗意波长，联立得，正确。
B. 动能，正确。
C. 光子能量，而非，错误。
D. 光子动量，表达式错误，错误。
三、非选择题
解：
（1）入射光能量，
最大初动能。
（2）遏止电压。
（3）截止频率。
答案：
解：
每秒辐射光子总数总，
球面面积总，解得。
解：
氢原子从跃迁到时辐射光子能量最大，波长最短，
，故。
解：
（1）光子动量，
光电子最大初动能，到达阳极时动能。
（2）每秒产生个光电子，电流，
点光源辐射总功率，解得。